(57)【要約】【課題】多品種および複数メーカにも対応可能な構造の、試験装置用ソケットにより、安価で連続的自動試験が可能な、半導体デバイスの試験装置およびテストボードを提供する。【解決手段】半導体デバイスのＢＧＡパッケージの、種類毎に相違するテストボードのソケット部分を、ソケット本体部分は各種のパッケージに共通とし、ソケットカバー部分のみを異なるＢＧＡパッケージ毎に装備するように構成する。【選択図】図１
2006017527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの底面に所定ピッチで配置されたボールバンプを備えた半導体デバイスと同一のピッチで、一以上の種類の半導体デバイスの全てのボールバンプに対応してマトリックス状に配置され、該ボールバンプと電気的に接続され得るように配設された端子群からなるソケット本体と、
前記半導体デバイスのパッケージの種類毎に用意され、前記半導体デバイスの全てのボールバンプが適切に接続され得る前記ソケット本体上の位置に、前記半導体デバイスを案内するソケットカバーと、
被試験対象の前記半導体デバイスを供給する供給用トレーと、
所定位置に配置された前記半導体デバイスを、前記半導体デバイスの上方から押さえる押え板と、
被試験対象の前記半導体デバイスの種類に応じて担持されている、前記一以上のソケットカバーから選択されたソケットカバーを、前記ソケット本体上の所定位置に移動させ、供給用トレーから被試験対象の半導体デバイスを前記ソケットカバーの案内でソケット本体上の所定位置に配置し、前記押え板を半導体デバイスに圧接させ前記ソケット本体の端子群と接触させて半導体デバイスの試験を開始し、試験済の半導体デバイスは試験結果の良否に応じて所定トレーに移設し、同様の手順で順次被試験対象の半導体デバイスの供給を行う搬送制御部と、
からなることを特徴とする半導体デバイスの自動試験装置。
【請求項２】
パッケージの底面に所定ピッチで配置されたボールバンプを備えた半導体デバイスと同一のピッチで、一以上の種類の半導体デバイスの全てのボールバンプに対応してマトリックス状に配置され、該ボールバンプと電気的に接続され得るように配設された端子群からなるソケット本体と、
前記半導体デバイスのパッケージの種類毎に用意され、前記半導体デバイスの全てのボールバンプが適切に接続され得る前記ソケット本体上の位置に、前記半導体デバイスを案内するソケットカバーと、
所定位置に配置された前記半導体デバイスを、前記半導体デバイスの上方から押さえる押え板と、
を有し、被試験対象の半導体デバイスを順次、試験可能に供給することを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
パッケージの底面に所定ピッチで配置されたボールバンプを備えた半導体デバイスを試験するための試験装置のテストボードであって、
前記半導体デバイスと同一のピッチで、一以上の半導体デバイスの全てのボールバンプに対応してマトリックス状に配置され、該ボールバンプと電気的に接続され得るように配設された端子群からなるソケット本体と、
前記ソケット本体に前記半導体デバイスの全てのボールバンプと適切に接続され得る位置に前記半導体デバイスを案内するソケットカバーと、
を有し、前記ソケット本体は複数種類のボールバンプを備えた半導体デバイスで共用とし、前記ソケットカバーをボールバンプの配列に応じてパッケージの種類毎に用意することを特徴とする半導体デバイスの試験装置のテストボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリ素子等の半導体デバイスの自動試験方法に関し、更には多種類のパッケージサイズの半導体デバイスにも対応可能な搬送機構を有し、連続的な試験が可能な半導体デバイスの自動試験装置、及び半導体デバイスのテストボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の半導体デバイスの自動試験装置を示すものであり、図５は、図４の自動試験装置に使用されるテストボードの構造を示す側面図である。図４において、１は自動試験装置、２は搬送装置、３はコントローラ、４はテストボード、５は半導体試験装置、６はテストボード収納棚である。自動試験装置１は、搬送装置２と搬送装置２を制御するコントローラ３とから構成され、半導体試験装置５と接続される。半導体試験装置５は、半導体デバイスの電気的試験、機能試験等の動作試験を自動的に行うものである。
【０００３】
搬送装置２は、主として試験対象の半導体デバイス（以下、ＩＣと略称する）の１サイクルの試験を行う上でのハンドリングと、順次、多数・多品種のＩＣの試験を行う上でのハンドリングを行う装置である。コントローラ３は半導体試験装置５の動作試験とのタイミングを取りながら、搬送装置２への動作指令を行うものであり、いわば半導体自動試験システム全体のコントロールをするものである。
【０００４】
図５は搬送装置２の中のテストボード４の側面図であり、１０は半導体試験装置５との接続機構、１１はソケット基板部、１２はソケット部である。図示しないが、ソケット部１２の上には被試験ＩＣが装着され、ソケット部１２にはプローブコンタクトとしての端子が組み込まれており、ＩＣのパッケージ底面のボールバンプが、ソケット部１２の端子と電気的に接続されるようになっている。
【０００５】
ところで今日、プリント基板への高密度実装を行うために、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）タイプなどのＩＣが多数用いられるようになってきた。これらのＢＧＡパッケージのＩＣは、パッケージの底面にボールバンプをマトリックス状に配置したものとなっており、以下、このタイプの半導体デバイスをＢＧＡパッケージと称する。パッケージの小型化が可能なＢＧＡパッケージは、高密度実装とパッケージ内での良質な波形伝送が期待できるため、表面実装タイプのＩＣが主流になってきた。
【０００６】
これらＢＧＡパッケージを素子レベルで試験するためには、ＢＧＡパッケージ底面の全てのボールバンプが、テストボード４の個々のプローブコンタクトの端子と電気的に接続されることが必要である。通常、テスト用にはこのプローブコンタクトの端子として開発された部品であるポゴピンが使用される。従って、個々のＢＧＡパッケージに対応した位置に、所用数のプローブコンタクトとしてのポゴピンとポゴピンソケットが埋め込まれたテストボード４とすることが一般的であった。
【０００７】
一方、昨今のこれらＢＧＡパッケージの半導体デバイスは、品種が多数あると共に、同一品種でもメーカ毎にパッケージサイズが異なっている。例えば、図３に示すように、Ａ社は５×７列、Ｂ社は７×７列、Ｃ社は７×５列といった具合に、ＢＧＡの配置が相違している。そこで、従来はこれらＢＧＡパッケージサイズ毎に、個々にテストボード４を作成して対応してきたが、これらのテストボード４の開発には相当の費用がかかっていた。また、品種やメーカが変わる毎に自動試験を一旦中断し、図４の４のテストボード（Ａ）をテストボード収納棚６のテストボード（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）等から作業者がＢＧＡに該当するテストボードに交換する必要があった。多種類のテストボードを自動選択して連続的に試験をする自動試験装置は知られている（例えば、特許文献１）が、いずれもこれらテストボード４は、ＢＧＡパッケージ毎に高価なポゴピン部品を使用したソケットとしており、非常に高価なテストボードとなっていた。
【特許文献１】特開２００１−８３２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＢＧＡパッケージのソケット本体部分を各種類のパッケージで共通となるように作成し、ソケットカバーのみを異なるＢＧＡパッケージ毎に製作するように構成することにより、テストボードのコストダウンとテストの効率化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＢＧＡパッケージの底面に所定ピッチで配置されたボールバンプを備えた半導体デバイスと同一のピッチで、複数種類の半導体デバイスの全てのボールバンプに対応してマトリックス状に配置され、該ボールバンプと電気的に接続され得る端子群からなるソケット本体と、前記ソケット本体に前記半導体デバイスの全てのボールバンプと適切に接続され得る位置に前記半導体デバイスを配設するガイド機能を果たすソケットカバーとを有し、前記ソケット本体は複数種類のＢＧＡパッケージで共用とし、前記ソケットカバーのみをＢＧＡパッケージ毎に用意するように半導体デバイスの自動試験装置のテストボードを構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のソケット本体とソケットカバーを分離したソケットカバー方式によれば、高価なソケット本体を共通化でき、ソケットカバーのみを半導体デバイスに対応して用意すれば良く、大幅なコストダウンになる。また、１枚のテストボードで、複数の試験が可能になり、更に、本ソケットを使用することにより、異なるＢＧＡパッケージの連続試験が可能になるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
メーカ毎、素子毎に相違するＢＧＡパッケージ用のテストボードを種類毎に開発していたものを、高価なソケット本体部分を共通化し、ソケットカバーのみを個別に用意することで、テストボードのコストダウンを実現した。
【実施例】
【００１２】
図１、図２は、本発明のテストボードの実施例を説明するものであり、図１は本発明の自動試験装置の構成図、図２は本発明のソケット部分の詳細を示すテストボードの側面図である。図１において、図４、図５と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図５におけるソケット部１２は、本発明では、図１に示すように、ソケット本体１３、ソケットカバー１４に分離される。また、図２において、１５はソケット本体１３に装着されたＩＣを上方から圧接させる押さえ板であり、１６は搬送装置２のハンド部のピストンシリンダであり、押さえ板１５をさらに上方から押さえてＩＣのパッケージ底面のボールバンプをソケット本体のポゴピンと接触させるものである。
【００１３】
ソケット本体には、図３に例示したＡ社、Ｂ社、Ｃ社等のＢＧＡパッケージサイズの全てに対応できるようにポゴピンがマトリックス状に埋め込まれる。即ち、図２に示すように、ソケット本体１３に埋め込まれたポゴピン１７と、ソケット基板１１に埋め込まれたポゴピンソケット１８と、ソケット基板１１の内部配線を通して同軸ケーブルとでテストボード４に接続され、更には、半導体試験装置５に接続される。即ち、テストボード４上のＩＣは、あたかも半導体試験装置５内のＩＣソケットに装着されたと同等の状態で試験を行うことが可能となるようになっている。
【００１４】
図６は、本発明のテストボードを使用した搬送装置２の概略動作説明図である。図６において、２０は供給用ＩＣトレー、２１は不良品箱である。試験に先立ち、ハンド部は被試験ＢＧＡパッケージに該当するソケットカバー１４をテストボード４のソケット本体１３の所定位置に配設する。供給用ＩＣトレー２０には、同一の種類の多数の被試験半藤体デバイスが搭載されており、このＩＣトレー２０が複数段、重ねて収納されており、最上段のＩＣトレー２０から、順次ＩＣをテストボード４のソケット本体１３にセットし、その上でソケット押さえ板１５でＩＣを上方から押さえてポゴピンに接触させることにより、電気的導通をはかる。試験済の良品は、同一ＩＣトレイー２０に再度戻され、不良品は不良品箱２１に移されるようになっている。また、１つの供給用ＩＣトレー２０のＩＣの全数が試験終了すると、該トレーは試験済ＩＣトレー２０として所定の場所に移され、順次下段に搭載されている試験待ちの複数の供給用ＩＣトレー２０の最上段のＩＣトレー２０上のＩＣの試験に入る。
【００１５】
被試験ＩＣをＩＣトレー２０から掴んだり、ソケット本体１３上に置くときなどには、搬送装置２のハンド部により操作する。図７は搬送装置のハンドリング部平面図、図８は搬送装置のハンドリング部側面図を示し、図６で説明した搬送装置の概略動作の補足説明をする。搬送装置のハンド部２４はＸ軸ロボット２２、Ｙ軸ロボット２３の移動を組み合わせて所定位置に移動する。ロボットのハンド部２４は垂直方向に動作し、選択したソケットカバー１４をソケット本体１３の上に搬送するハンドリング機構や、ＩＣトレー２０から掴んだＩＣをソケット上に置くときなどに、エアーでＩＣを吸引するゴムパット２５や、押さえ板１５でＩＣを押さえるピストンシリンダー１６が連動して動作するようになっている。
【００１６】
図９は、本発明のコントローラの１サイクル動作を示すフローチャートである。コントローラ３は、半導体試験装置５と連動して、各種ＢＧＡパッケージの被試験ＩＣをハンドリングしながら、機械的制御タイミングと機能試験タイミングとの連携をとって動作する。まず、ハンドリング部は該当するソケットカバー１４をソケット本体１３上の所定位置にセットする（ステップＳ１）。次にハンドリング部はＩＣトレー２０から被試験ＩＣをエアーで吸引しながら取り出し、ソケット本体１３上に搬送し（ステップＳ２）、更にソケット上の装着されたＩＣを押さえ板１５で押さえる（ステップＳ３）。ソケット部へ低温の送風を開始（ステップＳ４）し、更に電気的試験を行う（ステップＳ５）。その後、送風を中止し（ステップＳ６）、押さえ板１５を真上に上げ（ステップＳ７）、試験済ＩＣを元のＩＣトレー２０か不良品箱２１に移し（ステップＳ８）１サイクルの試験が終了する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の自動試験装置の構成図である。
【図２】本発明のテストボードの側面図である。
【図３】ＢＧＡパッケージの種類を示す。
【図４】従来の自動試験装置の説明図である。
【図５】従来のテストボードの構造を示す側面図である。
【図６】本発明の搬送装置の概略動作説明図である。
【図７】本発明の搬送装置のハンドリング部平面図である。
【図８】本発明の搬送装置のハンドリング部側面図である。
【図９】本発明のコントローラの１サイクル動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１８】
１    自動試験装置
２    搬送装置
３    コントローラ
４    テストボード
５    半導体試験装置
６    テストボード収納棚
６〜９  欠番
１０    接続機構
１１    ソケット基板
１２    ソケット部
１３    ソケット本体
１４    ソケットカバー
１５    押さえ板
１６    ピストンシリンダー
１７    ポゴピン
１８    ポゴピンソケット
１９    ボールバンプ
２０    ＩＣトレー
２１    不良品箱
２２    Ｘ軸ロボット
２３    Ｙ軸ロボット
２４    ハンド部
２５    ゴムパッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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